铝矿开采 氧化铝的生产方法及工艺流程图_河南省

1.铝矿开采
    含铝矿物共有250余种，其中，能用于工业生产铝的矿物主要是铝土矿、明矾石和高岭土等。
    世界铝土矿的探明储量达250多亿吨。我国储量丰富，仅次于几内亚、澳大利亚、巴西、牙买加和印度，居第六位，主要分布于广西、山西、河南和贵州等省。国外铝土矿多为三水铝石和一水软铝石型，我国则主要为一水硬铝石型。生产氧化铝时，一水硬铝石型铝土矿比较难以处理。人们用铝硅比衡量铝矿品位的高低。所谓铝硅比就是矿石中氧化铝含量与二氧化硅含量之比。铝硅比高的矿石品位高。
    世界上大多数铝土矿采用露天开采，只有法国、匈牙利、苏联和我国有部分铝矿是地下开采。铝土矿一般不需要选矿，可直接送进氧化铝厂，只有少数矿石需要经手选和水洗。1979年世界铝土矿的总产量达8600余万吨。
2.氧化铝生产
    氧化铝生产方法可划归三大类：碱法、酸法和电热法。碱法，是用碱（氢氧化钠或碳酸钠）处理铝土矿，使其氧化铝与二氧化硅等杂质分开；酸法，是用酸（硫酸、硝酸、盐酸等）处理铝矿，使其氧化铝和二氧化硅等杂质分离；所谓电热法，就是在电炉中熔炼铝矿石和碳的混合物，使矿石中的氧化铁、氧化硅、氧化钛等杂质还原成铁合金，从而可以与熔融的氧化铝分离。
    现在，世界上主要采用碱法生产氧化铝。碱法中可分为拜耳法、烧结法和联合法三种。现将这些方法的基本特点和工艺流程介绍如下：
（1）拜耳法
    拜耳法是用苛性碱溶液来溶出铝土矿中的氧化铝，将制得的铝酸钠溶液，在加氢化铝种子、降温和搅拌的条件下进行分解，析出氢氧化铝沉淀，经焙烧后，便可得到产品氧化铝。分解后的碱性母液可返回溶出新矿。拜耳法工艺流程简单，产品质量高，成本较低。所以，世界上大部分氧化铝是采用拜耳法生产的，但该法单独地用来处理氧化硅含量很高的矿石，这是该法的主要缺点。拜耳法流程如下图所示。

（2）烧结法
    该法是将铝土矿与苏打、石灰（或石灰石）配合混合生效在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成为不溶于水的原硅酸钙，而氧化铝与苏打合成为铁酸钠，铁酸钠在熟料溶出时不溶于水、碱液及铝酸钠溶液中，而水解成氢氧化钠和含一个结晶水的氧化铁。将熟料用稀碱液溶出时，铝酸钠便进入溶液而残渣分离。再用二氧化碳分解所制得的铝酸钠溶液，就可获得氢氧化铝，焙烧后边称为产品氧化铝。
    烧结法的优点是，可以处理低品位的铝土矿，而且只消耗价格便宜的碳酸钠，与某些处理品位不太高的铝土矿的拜耳法厂比较，烧结法的碱耗低、氧化铝回收率高。该法的缺点是流程复杂、投资大、生产成本高。烧结法的生产流程如下图所示。

（3）联合法
    联合法是指拜耳法与烧结法的联合使用，根据联合方式的不同可分为三种联合法：即并联联合法、串联联合法和混联联合法。